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우주 정거장 확장 계획 : 경쟁과 협력, 달 궤도, ISS 연장

by 로만티카 2025. 8. 13.

우주 정거장 확장 계획 : 민간 우주 정거장 시대의 경쟁과 협력

국제우주정거장(ISS)의 퇴역이 임박한 2030년대를 앞두고, 우주 정거장 확장 계획은 ‘국가 주도의 유일한 프로젝트’에서 ‘민간 주도의 다원적 생태계’로 전환하고 있습니다. Axiom Space, Blue Origin/Sierra Space(Orbital Reef), 그리고 Vast(Haven‑1 후속인 Haven‑2) 등 여러 민간 기업이 저궤도 상업 우주 정거장 구축을 경쟁적으로 추진하고 있습니다. 먼저 Axiom Space는 가장 앞선 진영에 위치해 있습니다. NASA의 지원 아래, Axiom은 ISS의 하나의 도킹 포트에 Payload‑Power‑Thermal Module(PPTM)을 2026년 이전에 연결하고, 이후 Habitat‑1 모듈과 결합해 2028년경 독립된 상업 우주 정거장으로 운영할 계획입니다. 해당 구조는 모듈식 설계로, 이후 Airlock 모듈, 추가 생활 공간(Hab‑2), 연구·제조 시설(RMF) 등을 단계적으로 확장할 수 있도록 설계되어 있습니다. 이는 NASA 주도 하에 진입한 최초의 상업용 우주 정거장으로, 우주 정거장 확장 계획의 선도 모델로 자리 잡고 있습니다. Blue Origin과 Sierra Space가 함께 개발 중인 Orbital Reef는 저궤도 상업 활동과 관광용 혼합형 정거장을 목표로 합니다. ‘우주 속 비즈니스 파크’로 표현되며, 초기에는 최대 6명(확장 시 10명 이상)을 수용하고, 연구·상업·관광이 결합된 다목적 플랫폼을 지향합니다. 다양한 방문 우주선(Dragon 2, Soyuz, Dream Chaser 등)과의 도킹 호환을 고려한 모듈식 디자인이 특징이며, 2027년 운영 개시를 목표로 하고 있습니다. Vast는 상대적으로 작은 규모의 Haven-1 스테이션을 먼저 2026년 이후 발사할 계획이며, 이후 이를 확장한 Haven-2를 NASA의 CLD 프로그램 하에 꿈의 대체 정거장으로 추진하고 있습니다. Haven-2는 Haven-1보다 약 5m 길어진 핵심 모듈로, ISS의 두 배에 달하는 생활공간과 실험 연구실, 대형 돔형 창문 및 로봇 암을 포함할 예정입니다. 이 구조는 장기적인 상업 운용과 국제 협력을 염두에 둔 설계로, 2028년 첫 운영을 기대하고 있습니다. 이처럼 Axiom, Orbital Reef, Haven은 각기 차별화된 디자인 철학과 목표를 갖고 있으며, 모두 우주 정거장 확장 계획의 흐름 속에서 민간 주도의 우주 인프라 경쟁을 이끌고 있습니다. Axiom은 ISS에 먼저 탑재한 뒤 독립형 플랫폼으로 발전하는 전략, Orbital Reef는 상업·관광·연구 혼합형 비즈니스 파크 구조, Vast는 단계적 확장과 대규모 거주 공간 마련을 통한 후속 정거장 개발이라는 공통분모 위에 각자의 색을 입혀가고 있습니다. NASA 역시 단일 경로가 아닌 이러한 다양한 민간 프로젝트를 유연하게 지원하며, 향후 저궤도에서의 미국 우주 주도권 유지와 상업 우주경제 활성화를 목표로 하고 있습니다. 이로써 우주 정거장 확장 계획은 단순히 ISS 이후를 준비하는 단계를 넘어, 민간과 국가가 함께 설계하는 지속 가능하고 다층적인 우주 거주 플랫폼 시대의 서막이 되고 있습니다.

달 궤도의 미래 : NASA 주도 ‘Lunar Gateway’와 국제 협력의 방향

국제 우주 탐사의 새 장으로 주목받는 ‘우주 정거장 확장 계획’ 중 하나가 바로 NASA가 주도하고 국제 우주 기관들이 협력하는 Lunar Gateway(루나 게이트웨이)입니다. 이 정거장은 달 궤도, 특히 넌-리니어 헐로 궤도(Near‑Rectilinear Halo Orbit, NRHO)에 위치하여 달 표면과 지구 사이를 효과적으로 연결하는 전략적 교두보 역할을 하게 됩니다. Lunar Gateway는 단일 기관이 아니라 NASA, ESA, JAXA, CSA 등이 모여 개발하는 최초의 국제 달 궤도 스테이션입니다. 하드웨어 구성에서도 국제적 협력이 두드러집니다. 먼저 Power and Propulsion Element(PPE)는 Maxar Technologies가 제작하고, 강력한 전기 이온 추진력과 통신 시스템을 탑재해 정거장의 기능적 중심이 됩니다. Habitation and Logistics Outpost(HALO) 모듈은 우주인의 생활공간이자 커뮤니케이션과 로지스틱 허브로 활용될 예정이며, 이탈리아 Thales Alenia Space가 구조를 만든 후 미국 Northrop Grumman에서 최종 조립 중입니다. ESA와 JAXA의 협력은 Lunar I-Hab 모듈에서 빛을 발합니다. 이 모듈은 우주인의 거주 공간과 도킹 포트를 제공하며, 온도 제어 시스템, 냉각 펌프, 배터리 등 주요 시스템을 JAXA가 담당합니다. 이 외에도 ESA는 ESPRIT 모듈과 Orion Service Module, Canada는 Canadarm3 로봇 팔을 기여함으로써 다국적 참여가 실질적인 구성 요소로 이어지고 있습니다. 계획 일정도 구체화된 상태입니다. 현재 게이트웨이의 첫 번째 요소인 PPE와 HALO는 2026년 하반기 발사 예정이며, 이후 2028년에 예정된 아르테미스 4호 미션에 우주인들이 도킹할 것입니다. 일정은 지연될 수 있으며, Lunar I-Hab 모듈은 아르테미스 4호가 SLS Block 1B 로켓을 통해 발사될 때 함께 발사될 예정입니다. 최근 보도에 따르면 Lunar Gateway는 ISS의 약 5분의 1 규모이지만, 달 궤도에서 안정적인 통신, 과학 실험, 장기 체류 기반을 제공하는 핵심 인프라로 기능하게 됩니다. 내부에는 생활 구역, 연료 저장 공간, 관측 창문 등이 포함되며, 최소 15년 동안 운영이 예정돼 있습니다. 결국 Lunar Gateway는 단순한 우주 정거장이 아니라, 우주 정거장 확장 계획의 대표적 국제 협력 모델로 자리 잡고 있습니다. 달 탐사의 지속 가능성 확보, 기술 검증, 미래 화성 탐사의 전초기지로 활용될 기반을 마련한다는 점에서 그 의의가 매우 큽니다.

ISS 연장 운영 및 상업 정거장 전환 전략

국제우주정거장(ISS)은 2030년 퇴역을 앞두고 있지만, 파트너 기관들의 협의를 통해 운영 기간을 2030년까지 연장하기로 결정되었습니다. 이 결정은 단순한 운영 일정의 변경이 아니라, 우주 정거장 확장 계획의 전략적 전환을 선도하는 중요한 전기가 되었습니다. 이 연장은 상업 우주 정거장으로의 원활한 전환을 지원하면서, 저궤도 공간에서 지속 가능한 인프라 구축을 위한 시간적 여유를 확보하는 중요한 조치입니다. NASA는 상업 우주 정거장 개발을 위한 핵심 프로그램인 CLD(Commercial LEO Destinations)를 통해 Axiom Space, Orbital Reef 등을 비롯한 민간 주도의 플랫폼 구축을 적극 추진하고 있습니다. 현재 CLD는 기술 및 사업 구조를 성숙시키는 1단계, 이후 서비스 제공 계약을 위한 2단계로 나뉘며, 2026년경 본격적인 상업 운영 수익을 내는 2단계 계약 수주가 예상됩니다. 이를 통해, ISS 연장 운영과 상업 플랫폼의 초기 활발한 운영 사이에 약 2년 정도의 전환 공백(overlap)을 계획 중이며, 이를 통해 연속적인 지구 저궤도 거주 및 과학 활동이 가능하도록 설계되었습니다. 또한 ISS의 핵심 구조물과 시스템은 시간이 흐를수록 노후화하는 문제가 있으며, 이를 보완하기 위해 태양전지판, 궤도 유지 추진계, 냉각 시스템 등 주요 부품의 유지·보수와 업그레이드도 병행되고 있습니다. 예산 확보와 기술적 안전 확보는 연장 운영을 위한 필수 요소임과 동시에, 장기적으로 상업 및 과학활동의 안정적 기반이 될 것입니다. 이처럼 ISS 연장 운영은 단기적으로는 비용 부담 증가를 의미할 수 있으나, 중장기적으로는 상업 정거장 전환 및 기술 검증 플랫폼으로서 역할을 확보할 수 있는 기회입니다. 실제로, CLD 프로그램 하에 임무 효율을 평가하면서 민간 정거장 설계 및 운영 노하우가 축적되면, 향후 ISS 퇴역 이후에도 지속적인 우주 정거장 확장 계획이 유지될 수 있는 흐름이 만들어집니다. 결국 2030년까지의 ISS 연장은 “우주 정거장 확장 계획”에서 과도기(gateway) 역할을 수행하며, 민간 정거장이 본격 가동되기 전까지의 징검다리 역할이 됩니다. 이 기간 동안 과학 탐사, 기술 실험, 국제 협력이 조화롭게 진행되며, 인류가 저궤도 거주 시스템을 기반으로 달과 화성과 같은 심우주로 진입할 수 있는 준비 단계가 되는 것입니다.

우주 정거장 확장 계획